58.Сварочное производство – сущность, область применения, характеристики

Сварка – технологический процесс получения неразъёмного соединения материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве или пластичном деформировании или совместном действии того и другого. Сваркой соединяют однородные, разнородные металлы и их сплавы, а также ме и неметаллы (керамику, стека, графит), а также пластмассы. Физическая сущность процесса сварки очень проста. Поверхностные атомы куска металла имеют свободные, ненасыщенные связи, которые захватывают всякий атом или молекулу, приблизившуюся на расстояние действия межатомных сил. Сблизив с помощью сварочного оборудования поверхности двух кусков металла на расстояние действия межатомных сил или, говоря проще, до соприкосновения поверхностных атомов, получим по поверхности соприкосновения сращивание обоих кусков в одно монолитное целое с прочностью соединения цельного металла, поскольку внутри металла и по поверхности соединения действуют те же межатомные силы. Процесс соединения после соприкосновения протекает самопроизвольно (спонтанно), без затрат энергии и весьма быстро, практически мгновенно. Объединение отдельных объемов конденсированной твердой или жидкой фазы в один общий объем сопровождается уменьшением свободной поверхности и запаса энергии в системе, а потому термодинамический процесс объединения должен идти самопроизвольно, без подведения энергии извне. Свободный атом имеет избыток энергии по сравнению с атомом конденсированной системы, и присоединение свободного атома сопровождается освобождением энергии. Такое самопроизвольное объединение наблюдается между объемами однородной жидкости.

59. Виды и классы сварки. Получение неразъёмного соединения в твёрдом и расплавленном состоянии. Свариваемость и её оценка

Классы сварки

ГОСТ 19521-74 определяет три класса сварки: термический, механический и термомеханический.

К термическому классу относятся виды сварки плавлением, когда металл кромок свариваемых частей расплавляется, образуя сварочную ванну (иногда вместе с присадочным металлом), а затем затвердевает, образуя сварной шов. Тепловая энергия, необходимая для этого, получается при преобразовании электрической или химической энергии. К этому классу относятся дуговая, электрошлаковая, плазменная, электронно-лучевая, лазерная, газовая, термитная сварка.

К механическому классу относятся те виды сварки, при которых определяющим фактором является пластическое деформирование, возникающее под влиянием давления в поверхностных слоях соединяемых частей, в результате чего в зонах контакта дробятся и вытесняются адсорбированные включения кислорода, азота, паров воды, жировых загрязнений, происходит смятие выступов и заполнение впадин от шероховатости поверхностей, увеличение активных площадок взаимодействия, сближение атомов до размеров атомных радиусов, обобщение их электронов и образование благодаря этому сварного соединения.

К механическому классу относятся холодная, ультразвуковая сварка, сварка взрывом, трением.

К термомеханическому классу относятся те виды сварки, при которых для образования сварного соединения используют тепловую энергию и внешнее давление. К этому классу относятся контактная, газопрессовая, диффузионная и другие виды сварки.

Виды сварки

Все существующие способы сварки, как уже упоминалось выше, можно разделить на две основные группы:

1. Сварку давлением – контактная, газопрессовая – трением, холодная – ультразвуком,

2. Сварку плавлением – газовая, термитная, электродуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная.

Самое широкое распространение получили различные способы электрической сварки плавлением, а ведущее место занимает дуговая сварка, при которой источником теплоты служит электрическая дуга. Электрическую сварку плавлением в зависимости от характера источников нагрева и расплавления свариваемых кромок можно разделить на следующие основные виды сварки: 1. электрическая дуговая, где источником тепла является электрическая дуга; 2. электрошлаковая, где основным источником теплоты является расплавленный шлак, через который протекает электрический ток; 3. электронно-лучевая, при которой нагрев и расплавление кромок соединяемых деталей производят направленным потоком электронов, излучаемых раскалённым катодом; 4. лазерная, при которой нагрев и расплавление кромок соединяемых деталей производят направленным сфокусированным мощным световым лучом микрочастиц- фотонов. сварным соединением называется совокупность изделий, соединенных с помощью сварки.

Паяные соединения

Паяные соединения — неразъемные соединения, образуемые силами молекулярного взаимодействия между соединяемыми деталями и присадочным материалом, называемым припоем. Припой-сплав (на основе олова, меди, серебра) или чистый металл, вводимый в расплавленном состоянии в зазор между соединяемые деталями. Температура плавления припоя ниже температуры плавления материалов деталей. По конструкции паяные соединения подобны сварным. Преимущественное применение имеют соединения внахлестку. Стыковое соединение и соединение втавр применяют при малых нагрузках.

Свариваемость оценивают степенью соответствия заданных свойств сварного соединения аналогичным свойствам основного материала и их склонность к образованию сварочных дефектов ( трещин, пор, шлаковых включений и пр. По этим признакам материалы подразделяются на хорошо, удовлетворительно и плохо сваривающиеся; имеется также группа материалов практически не сваривающихся. При сварке металлов производят местный нагрев соединяемых частей до перехода их в пластическое состояние ( сварка давлением) или, в подавляющем большинстве случаев, в расплавленное состояние. Обычно стремятся, чтобы металл шва обладал одинаковыми свойствами с основным металлом. В ремонтном производстве сварка часто применяется для заделки трещин, отколов, раковин, исправления различных механических повреждений.